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基于单片机的八位抢答器课程设计报告.doc
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2022-11-29
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基于单片机的八位抢答器课程设计报告.doc
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单片机课程设计报告
题目:电子抢答器系统设计

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一、设计任务
设计一个八路的电子抢答器系统,实现功能为:可供 8 个选手使用,可显示
30s 倒计时,并可显示出抢到的选手号,并伴有提示音。
要求:(1)设计出硬件电路;
(2)设计出软件编程方法,并写出源代码;
(3)用 PROTEUS 进展仿真;
二、方案设计
1.设置一个定时开关,开关按下后开场 30s 倒计时,在定时开关按下之前进展抢
答无效,使用两位数码管显示倒计时。
2.在 30s,等待八个按钮中任意一个按下,按下后使用一位数码管显示按下的选
手号,同时蜂鸣器发出响声。
3.一旦有选手按下后,其他选手再按下均无效,同时 30s 倒计时停顿计时,等待
复位信号。
三、硬件设计
〔一〕选用 AT89C51 单片机芯片
单片机〔SCM〕是单片微型计算机〔Single Chip Microputer〕的简称。它是把
中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、I/O 接口电路、定时/
计数器以及输入输出适配器都集成在一块芯片上,构成一个完整的微型计算机。
它的最大优点是体积小,可放在仪表部。但存储量小,输入输出适配器简单,功
能较低。目前,单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用,早已深深地融
入人们的生活中。
简单的说,用单片机系统来设计抢答器,实现两组的抢答时间即使是相差几

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微秒,也可分辨出哪组优先答题。
P0 端口〔P0.0-P0.7〕:P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口,每脚可吸收
8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。P0 能够用于
外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时,
P0 口作为原码输入口,当 FIASH 进展校验时,P0 输出原码,此时 P0 外部必须
被拉高。
P1 端口〔P1.0-P1.7〕:P1 口是一个部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1
口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被部上拉为高电平,可
用作输入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于部上拉的缘故。
在 FLASH 编程和校验时,P1 口作为第八位地址接收。
P2 端口〔P2.0-P2.7〕:P2 口为一个部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓
冲器可接收,输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写“1〞时,其管脚被部上拉电
阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电
流。这是由于部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据
存储器进展存取时,P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1〞时,它利用部上
拉优势,当对外部八位地址数据存储器进展读写时,P2 口输出其特殊功能存放
器的容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 端
口〔P3.0-P3.7〕:
P3 口管脚是一个带有部上拉电阻的 8 位的双向 I/O 端口,可接收输出 4 个
TTL 门电流。当 P3 口写入“1〞后,它们被部上拉为高电平,
并用作输入。作为输入端时,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流〔ILL〕。

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〔二〕关键电路
1.时钟电路
一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟 10ms 后振荡器起振,在
XTAL2 引脚产生幅度为 3V 左右的正弦波时钟信号,其振荡频率主要由石英晶振
的频率确定。电路中两个电容 C1,C2 的作用有两个:一是帮助振荡器起振;二是对
振荡器的频率进展微调。C1,C2 的典型值为 30PF。
单片机在工作时,由部振荡器产生或由外直接输入的送至部控制逻辑单元的
时钟信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数,常用 fosc 表示。
如时钟频率为 12MHz,即 fosc=12MHz,那么时钟周期为 1/12µs。
2.复位电路
AT89C51 的复位由外部的复位电路实现。复位电路通常采用上电自动复位和
按钮复位两种方式。本次设计采用按钮复位方式。
单片机的第 9 脚 RST 为硬件复位端,只要持续 4 个机器周期的高电平即可

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实现复位,硬件复位后的各状态可知存放器以及存储器的值都恢复到了初始值。
3.数码管显示电路
本次课程设计采用了 7SEG-MPX2-CC 的两位 7 段共阴极数码管,用来显示
30s 倒计时,和 7SEG-MPX1-CC 的一位 7 段共阴极数码管,用来显示抢答中的选
手。位选端分别与 P2 口的第七位,第六位以及第零位相接。同时 7 段数码管线
段通过上拉电阻接 power,实现数码管的点亮。
4.报警电路
这里能利用程序来控制单片机 P3.7 口线反复输出高电平或低电平,即在该口线
上产生一定频率的矩形波,接上扬声器就能发出一定频率的声音,再利用延时程
序控制“高〞“低〞电平的持续时间,就能改变输出频率,从而改变音调,使扬
声器发出不同的声音。
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xinkai1688
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